中厚板对接焊缝超声检测

中厚板对接焊缝超声检测

答辩人：xxx

指导老师：xxx南昌航空大学科技学院学士学位论文答辩目录研究的背景与意义

熟悉实验所用器件完成实验并采集数据实验数据分析论文的主要内容315241.研究的背景与意义

中厚板在各行各业有着广泛的应用,主要应用于建筑工程、机械制造、容器制造、造船、桥梁建造等。同样，焊缝连接结构在工业领域的应用也相当重要，焊接成形过程中可能存在各种内部缺陷，这些缺陷会使钢材料的性能大幅下降。因此对中厚板焊缝的检测已经越来越重要了。然而直接通过静态波形来判定缺陷的性质，对于检测人员是有困难的。本文通过研究中厚板对接焊缝超声检测对其中的缺陷进行定位、定量和定性。本实验通过A型脉冲回波法和射频信号、动态波形相结合，有效地识别对接焊缝中的缺陷。

本文利用超声A型脉冲回波法和提取动态波形的方法综合分析了中厚板对接焊缝的典型缺陷的主要形式和特点，主要研究内容如下：由于钢制对接焊板的广泛应用，焊板的焊接质量的评估也显得尤为重要，所以对于钢制对接焊板常出现缺陷的部位及其原因的认识也逐渐加深，缺陷的种类很多，最常见的缺陷有五种，分别是气孔、裂纹、未焊透、未熔合、夹渣。2.论文的主要内容实验所用A型超声检测仪为南通友联PXUT-27超声检测仪实验使用OLYMPUSNDT5073PR超声脉冲发生器接收器3.熟悉实验所用器件实验所用示波器为TektronixTDS3032B数字荧光示波器实验所用波形提取软件为MATLAB应用软件3.熟悉实验所用器件实验所用试块为山东济宁模具厂制造的对接钢板：JM-HS-11021（厚度为24mm）

JM-HS-12125（厚度为20mm）3.熟悉实验所用器件超声A扫描检测实验：

使用超声A型脉冲回波法并结合射线检测技术对中厚板对接焊缝中的缺陷进行定位和定量。根据板材厚度选择探头：2.5P812K2

探头实测K值2.00,前沿长度为10mmJM-HS-11021缺陷1最大回波：S3=65，

PX=28.0，

PY=14.0，

X=16，当量图1

4.完成实验并采集数据

图2.JM-HS-11021缺陷2最大回波：S3=175，PX=28，

PY=14，

X=15，当量

图3.JM-HS-12125缺陷1最大回波：S3=92，PX=17.8，

PY=8.9，

X=12，当量4.完成实验并采集数据4.完成实验并采集数据

JM-HS-12125缺陷2最大回波：S3=202，PX=20.5，PY=10.1，

X=12，当量图44.完成实验并采集数据JM-HS-11021、JM-HS-12125缺陷分布图

图5图6射频信号的提取和动态波形的绘制：

使用OLYMPUSNDT5073PR超声脉冲发生器接收器发出超声波脉冲信号，使用TektronixTDS3032B数字荧光示波器显示射频信号，使用MATLAB软件提取射频信号。使用超声探伤仪对探头进行K值测定，实测K值2.00。根据公式

时间t等于板材厚度T除以折射角的余弦值与横波声速3240m╱s的乘积。该时间t为第一次底波与始波的时间差。所以出现在小于t或大于t小于等于2t区间的，将有可能是缺陷。4.完成实验并采集数据4.完成实验并采集数据JM-HS-11021(T=24mm)图7.使用射频波检测JM-HS-11021中1号缺陷最大反射回波

4.完成实验并采集数据JM-HS-11021(T=24mm)图8.使用射频波检测JM-HS-11021中2号缺陷最大反射回波

4.完成实验并采集数据2.

JM-HS-12125(T=20mm)图9.使用射频波检测JM-HS-12125中1号缺陷最大反射回波

4.完成实验并采集数据图10.使用射频波检测JM-HS-12125中2号缺陷最大反射回波

2.

JM-HS-12125(T=20)4.完成实验并采集数据动态波形的绘制结果图11.JM-HS-11021中1号缺陷动态图1.JM-HS-11021(T=24mm)4.完成实验并采集数据JM-HS-11021(T=24mm)图12.JM-HS-11021中2号缺陷动态图4.完成实验并采集数据2.JM-HS-12125(T=20)图13.JM-HS-12125中1号缺陷动态图4.完成实验并采集数据图14.JM-HS-12125中2号缺陷动态图2.JM-HS-12125(T=20)5.实验数据分析裂纹裂纹是结构中发生断裂，结构中有间隙，所以声阻抗比较小，反射回波比较高，又因为裂纹具有一定的长度，所以回波中，波具有一定的宽度，因为裂纹表面不光滑，所以最大波峰附近会出现一定的杂波，多峰最为常见如图1。当左右移动探头，回波会此起彼落的出现，但是波峰会有变化，当探头做转角移动时，波上升的不会很迅速，下降的也不会很迅速。探头可转动的幅度还是比较大的。所以动态波形呈现的是上下错动的。如图11。不规则粗糙反射体的回波动态波形

簇状气孔簇状气孔是许多气孔集中在焊缝的某处，也可以成为密集气孔。当超声波入射到簇状气孔时，出现的是由一系列反射波，它们的幅值比较接近，但是很不稳定，主要归结于簇状气孔为多重反射体，它的反射波比较高，典型图像就是为一系列的波幅比较大的波组成，波也具有一定的宽度如图2。当移动探头，簇状气孔的变化对探头的移动十分敏感，会出现此起彼落的动态图，而且没有任何规律性，随机性很大。在探头的移动过程中，不断伴随多峰的出现。如图12。密集型反射体反射波形

5.实验数据分析未熔合坡口未熔合，成因就是因为焊缝金属与母材或者焊缝金属之间未熔化结合在一起，它出现的位置是在坡口，所以，缺陷的位置也是判断缺陷性质的一个重要依据，因为未熔合是平直缺陷，缺陷表面平滑，这两点与裂纹是最大的区别，所以反应在静态波形是：波峰尖锐，直上直下，但是源于它表面光滑，所以波峰的根部不会出现很高的杂波，但是杂波可以延续很长，具有一定的延伸性。因为它出现的位置独特性，所以当在焊缝的使用直射波可以找出缺陷时，在另一侧，使用直射波可能找不到缺陷，或者说两次探测当量相差比较大，使用二次波才能找到最大波峰，这也是判定未熔合的依据。如图3。

当移动探头时，最大波峰在一定距离内，是不会出现比较大的变化，当探头做转角移动时，波峰下降的比较迅速，同时上升的也比较迅速，所以探头转角的幅度不大，这是源于它是平直缺陷如图13。5.实验数据分析未焊透未焊透是出现V型焊缝底部或者X型坡口中部，这个是与未熔合最大的区别，两者的静态波形是相似的，但是由于出现的位置不相同，当在